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白芨[Bletilla striata(Thunb.)Reichb.f.]是兰科白芨属的多年生草本植物。在传统中药中,白芨用于治疗外伤和消化道出血,消除疮疡肿毒,愈合溃疡等症。我们运用现代分离纯化技术,经过乙醇抽提、除蛋白质、离子交换柱层析和分子筛层析,从白芨块茎中提取其活性成分——白芨多糖纯品,经Sephadex G-200柱层析技术验证是单一组分。我们鉴定了白芨多糖纯品的组成和结构。白芨多糖分子量在135 kDa左右,是以甘露聚糖为主链,葡萄糖残基为侧链的糖链结构。
我们将白芨多糖醛基化再交联,制备成为一系列白芨多糖交联材料,包括两种白芨多糖膜和一种白芨多糖水凝胶。我们将白芨多糖水凝胶应用于小鼠全厚度皮肤缺损模型,发现白芨多糖水凝胶兼有白芨的生物学功能和水凝胶的物理作用。作为水凝胶,它具有良好的维持创面生理性湿润的功能,可以吸收较自身质量为4倍到30倍的创面渗液,并且和创面结合紧密,具有良好的透气性,覆盖在伤口表面数天后可自行降解,不会与创面粘连导致难以去除;同时,白芨多糖水凝胶兼有白芨的生物学功能,能够削弱炎症细胞对创面真皮层的浸润水平,削弱TNF-α的表达水平,缩短TNF-α表达的持续时间。在小鼠皮肤愈伤过程中,白芨多糖水凝胶治疗的创面不肿胀,炎症水平始终温和,创面前沿以对称匀速的方式向创面中心收拢,而对照组小鼠的皮肤创面伴随着剧烈的红肿和炎症,在创面收拢过程中,创面前沿的愈合速度不一致,导致创面形状发生很大变化。最终结果是,白芨多糖水凝胶能够加速皮肤愈伤,在愈伤第12天,白芨多糖水凝胶创面面积是对照组的1/6~1/4。白芨多糖水凝胶加速愈伤的能力来源于它能够降低炎症细胞对创面的浸润(炎症细胞浸润水平是对照组的2/5~2/3),从而降低创面的炎症水平(TNF-α峰值是对照组的2/5~3/5),减轻了炎症反应对于组织形成期初期新生组织和细胞生长、增殖的阻碍作用。
我们将白芨多糖应用于博莱霉素诱发的小鼠肺纤维化模型,发现白芨多糖能够降低伴随小鼠肺纤维化的炎症水平。白芨多糖能够降低肺纤维化过程中嗜中性粒细胞对小鼠肺部的浸润,其浸润水平只有模型组的1/2。嗜中性粒细胞浸润水平的降低,使得白芨多糖用药组肺部灌洗流促纤维化因子TGF-β1的表达水平只有模型组的约1/2,同时促炎因子TNF-α、IL-1β、IL-6以及促纤维化因子IL-13的表达水平也有不同程度的降低,最终结果是削弱了胶原蛋白在小鼠肺部的沉积(羟脯氨酸含量比模型组降低了1/3),抑制了细胞外基质从支气管周围的肺实质组织向远端肺实质组织的扩散,保护了小鼠肺部正常的组织结构。
综上所述,白芨多糖具有控制炎症细胞浸润,降低炎症水平的作用,能够加速皮肤愈伤,减轻纤维化对肺部正常组织结构和功能的影响。